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Genetic diversity of land crab 𝘊𝘢𝘳𝘥𝘪𝘴𝘰𝘮𝘢 𝘨𝘶𝘢𝘯𝘩𝘶𝘮𝘪 (Latreille, 1885) in Puerto Rico
Quiñones Llópiz, Jesús D.
Quiñones Llópiz, Jesús D.
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Abstract
Cardisoma guanhumi is considered a keystone species in coastal ecosystems. It plays an important role in the movement of nutrients within these ecosystems and is also of great importance to the local economy. In recent decades, this species has experienced a population decline due to overexploitation and habitat loss. Despite its importance, there is little information about its biology and population genetics studies to help us make the right management decisions. The objective of this work was to describe the genetic diversity and structure of C. guanhumi populations in Puerto Rico to develop appropriate management plans for the species. A total of 120 individuals were collected from six locations around Puerto Rico. Genetic analyses were based on mtDNA amplifications with D-loop and 12S regions, while nuclear DNA was evaluated using 12 microsatellites loci. At the mitochondrial level, 81 unique haplotypes were identified in 84 individuals, with a haplotypic diversity of 0.999 and a high nucleotide diversity of 0.056. These analyses could not find a strong genetic differentiation between the island's populations. Some analyses, such as DAPC, found a slight differentiation between the north and south populations of the island. Using microsatellites markers, 114 Multilocus Genotypes were found with moderate inbreeding values (Fis = 0.168). STRUCTURE analyses suggest the existence of two main genetic groups, differentiating populations from the north and south of the island, although with low statistical power. Despite the sharp population numbers decline reported in recent decades (up to 93%), the populations of C. guanhumi in Puerto Rico maintain high levels of genetic diversity despite their low numbers. This may be due to larval dispersal strategies and recent population expansion. The lack of genetic structure in Puerto Rico suggests that connectivity between populations occurs due to their larval state rather than the adult stage, when populations are fragmented. The results presented in this study highlight the importance of maintaining current levels of diversity and population size. Both genetic and demographic monitoring of populations must be maintained.
Cardisoma guanhumi es considerado una especie clave en los ecosistemas costeros. Desempeñando un papel importante en el movimiento de nutrientes dentro de estos ecosistemas y también es de gran importancia para la economía local. En las últimas décadas, esta especie ha experimentado una disminución de su población debido a la sobreexplotación y la pérdida de hábitat. A pesar de su importancia, hay poca información sobre su biología y genética poblacional que nos ayuden a tomar las decisiones de manejo adecuadas. El objetivo de este trabajo fue describir la diversidad genética y la estructura de las poblaciones de C. guanhumi en Puerto Rico para desarrollar planes de gestión adecuados para la especie. Se recolectaron un total de 120 individuos en seis localidades de Puerto Rico. Los análisis genéticos se basaron en amplificaciones de ADN mitocondrial en las regiones D-loop y 12S, mientras que el ADN nuclear se evaluó utilizando 12 loci de microsatélites. A nivel mitocondrial, se identificaron 81 haplotipos únicos en 84 individuos, con una diversidad haplotípica de 0,999 y una alta diversidad nucleotídica de 0,056. Estos análisis no pudieron encontrar una fuerte diferenciación genética entre las poblaciones de la isla. Algunos análisis, como el DAPC, encontraron una ligera diferenciación entre las poblaciones del norte y del sur de la isla. Utilizando marcadores como microsatélites, se encontraron 114 genotipos multilocus con valores moderados de endogamia (Fis = 0.168). El análisis con STRUCTURE sugiere la existencia de dos grupos genéticos principales, que diferencian las poblaciones del norte y del sur de la isla, aunque con un poder estadístico bajo. A pesar del fuerte descenso del número de individuos registrado en las últimas décadas (hasta un 93 %), las poblaciones de C. guanhumi en Puerto Rico mantienen altos niveles de diversidad genética a pesar de su escaso número. Esto puede deberse a las estrategias de dispersión de las larvas y a la reciente expansión de la población. La falta de estructura genética en Puerto Rico sugiere que la conectividad entre las poblaciones se produce debido a su estado larvario y no a la etapa adulta, cuando las poblaciones se encuentran fragmentadas. Los resultados presentados en este estudio destacan la importancia de mantener los niveles actuales de diversidad y tamaño de la población. Debe mantenerse el seguimiento tanto genético como demográfico de las poblaciones.
Cardisoma guanhumi es considerado una especie clave en los ecosistemas costeros. Desempeñando un papel importante en el movimiento de nutrientes dentro de estos ecosistemas y también es de gran importancia para la economía local. En las últimas décadas, esta especie ha experimentado una disminución de su población debido a la sobreexplotación y la pérdida de hábitat. A pesar de su importancia, hay poca información sobre su biología y genética poblacional que nos ayuden a tomar las decisiones de manejo adecuadas. El objetivo de este trabajo fue describir la diversidad genética y la estructura de las poblaciones de C. guanhumi en Puerto Rico para desarrollar planes de gestión adecuados para la especie. Se recolectaron un total de 120 individuos en seis localidades de Puerto Rico. Los análisis genéticos se basaron en amplificaciones de ADN mitocondrial en las regiones D-loop y 12S, mientras que el ADN nuclear se evaluó utilizando 12 loci de microsatélites. A nivel mitocondrial, se identificaron 81 haplotipos únicos en 84 individuos, con una diversidad haplotípica de 0,999 y una alta diversidad nucleotídica de 0,056. Estos análisis no pudieron encontrar una fuerte diferenciación genética entre las poblaciones de la isla. Algunos análisis, como el DAPC, encontraron una ligera diferenciación entre las poblaciones del norte y del sur de la isla. Utilizando marcadores como microsatélites, se encontraron 114 genotipos multilocus con valores moderados de endogamia (Fis = 0.168). El análisis con STRUCTURE sugiere la existencia de dos grupos genéticos principales, que diferencian las poblaciones del norte y del sur de la isla, aunque con un poder estadístico bajo. A pesar del fuerte descenso del número de individuos registrado en las últimas décadas (hasta un 93 %), las poblaciones de C. guanhumi en Puerto Rico mantienen altos niveles de diversidad genética a pesar de su escaso número. Esto puede deberse a las estrategias de dispersión de las larvas y a la reciente expansión de la población. La falta de estructura genética en Puerto Rico sugiere que la conectividad entre las poblaciones se produce debido a su estado larvario y no a la etapa adulta, cuando las poblaciones se encuentran fragmentadas. Los resultados presentados en este estudio destacan la importancia de mantener los niveles actuales de diversidad y tamaño de la población. Debe mantenerse el seguimiento tanto genético como demográfico de las poblaciones.
Description
Date
2025-12-16
Journal Title
Journal ISSN
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Files
BIOM_QuinonesLlopizJ_2025.pdf
Adobe PDF, 11.84 MB
- Embargoed until 2026-12-31
Keywords
Population genetics, Blue land crab genetic diversity, Microsatellites, Mitochondrial DNA, Conservation and management